Расчет горизонтальной аэрируемой песколовки для очистной станции
Применение аэрируемых песколовок для удаления из сточных вод песка. Расчет песковых площадок и бункеров. Гидравлический расчет трубопроводов. Материальный баланс, выбор конструкционного материала. Подбор устройства для удаления осадка из песколовки.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.06.2012 |
| Размер файла | 201,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки РФ
ФГБОУ ВПО "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова"
Кафедра "Химическая техника и инженерная экология"
Пояснительная записка к курсовому проекту
Расчет горизонтальной аэрируемой песколовки для очистной станции
по дисциплине "Основы проектирования природоохранных технологий"
Проект выполнил
Студент гр.9ООС - 71 Кельменчук А.П.
Проверил Сомин В.А.
Барнаул 2012
Оглавление
- Введение
- 1. Характеристика процесса отстаивания
- 2. Технологический расчет
- 2.1 Расчет песковых площадок
- 2.2 Расчет песковых бункеров
- 3. Гидравлический расчет трубопроводов
- 3.1 Расчет подводящего трубопровода
- 3.2 Гидравлический расчет песколовки
- 3.3 Расчет отводящего трубопровода
- 4. Материальный баланс
- 5. Выбор конструкционного материала
- 6. Подбор устройства для удаления осадка из песколовки
- Заключение
- Список используемой литературы
- Приложение
Введение
В городских сточных водах содержится большое количество нерастворимых и малорастворимых веществ с размером частиц более 1 мкм, которые образуют с водой дисперсные системы - суспензии и эмульсии. Такие систем являются кинетически неустойчивыми и в определённых условиях способны разрушаться - выпадать в осадок или всплывать на поверхность воды.
Механическая очистка - это выделение из сточных вод находящихся в них нерастворенных грубодисперсных примесей, имеющих минеральную или органическую природу. Для этого применяют следующие методы:
· процеживание - задержание наиболее крупных взвешенных веществ и частично взвешенных веществ на решетках и ситах;
· отстаивание - выделение из сточных вод взвешенных веществ под действием силы тяжести на песколовках (для выделения минеральных примесей), отстойниках (для задержания более мелких и всплывающих примесей), а также нефтеловушках, масло - и смолоуловителях. Разновидностью этого метода является центробежное отстаивание, используемое в гидроциклонах и центрифугах;
· фильтрование - задержание очень мелкой суспензии во взвешенном состоянии на сетчатых и зернистых фильтрах.
При неравномерном образовании сточных од перед подачей на очистные сооружения их усредняют по расходу и концентрации в усреднителях различной конструкции.
Метод отстаивания вместе со сбраживанием осадков используется в комбинированных сооружениях для очистки небольших количеств сточной воды - септиках, двухъярусных отстойниках и осветлителях перегнивателях.
В настоящее время как самостоятельный метод механическую очистку применяют редко. Такая возможность существует, если при использовании только механической очистки по условиям сброса в водоем обеспечивается необходимое количество воды (для производственных сточных вод повторный возврат технологический процесс).
В основном же механическую очистку используют как предварительный этап перед биологической очисткой или в качестве доочистки стоков.
1. Характеристика процесса отстаивания
Аэрируемые песколовки применяются для удаления из сточных вод песка крупностью более 0,15-0,20 мм, рекомендуются при производительности станции более 15-20 тыс. м3/сут и особенно при значительном содержании в городском стоке жировых веществ, нефтепродуктов и ПАВ.
Песколовки проектируются в виде блока, состоящего не менее чем из двух самостоятельных отделений (все рабочие).
Как правило, песколовки оборудуются гидромеханической системой сбора песка; из песколовок песок удаляется не реже, чем через 2 суток гидроэлеватором. Схема песколовки приведена на рис.3.2.
В песколовках скорость движения составляет не более 0,08-0,12 м/с; регуляторы скорости не предусматриваются.
По [1, п.6.28] при проектировании аэрируемых песколовок принимают:
- установку аэратора из дырчатых труб на глубину 0,7 м вдоль одной из продольных стен над лотком для сбора песка;
- интенсивность аэрации 3-5 м3/м2ч;
- поперечный уклон дна к песковому лотку 0,2-0,4;
- впуск воды совпадающим с направлением вращения воды в песколовке, выпуск - затопленным;
- отношение ширины к глубине отделения В: Н = 1: 11: 1,5.
Перед каждой песколовкой и за ней устанавливаются шиберы, и предусматривается возможность ее отключения и опорожнения.
Сборник песка размещается в начале песколовки и рассчитывается на двухсуточное накопление песка. Конусность сборника 55-60, ширина дна 0,5 м. Песок из сборника удаляется гидроэлеватором или эрлифтом.
При проектировании известны: максимальный часовой расход сточных вод и приведенное количество жителей.
Рис.3.2 Аэрируемая песколовка: 1 - пескопульпа; 2 - технический трубопровод; 3 - объединяющий канал; 4 - колодец для плавающих веществ; 5 - отвод воды; 6 - трубопровод подачи воздуха
аэрируемая песколовка очистная станция
2. Технологический расчет
Расчет производим по источнику [1]
Количество отделений принимаем из расхода 30 тыс. м3/сут.
Площадь живого сечения находим по формуле:
W = qmax/n*vs, (1)
Где qmax - максимальный расход сточных вод;
vs - скорость течения воды м/с (см. табл.1)
Qmax = 50000*24*3600 = 0.58 м3/с
Vs = 0.1 м/с
W = 0.58/0.1 = 2.9 м2
Принимаем соотношение ширины В и глубины Н песколовки б (в пределах 1-1,5) и определяем сами значения ширины и глубины
H = vw/б (2), H = v2.9/1.5 = 1.39 м
B = б*H (3)
B = 1.5*1.39 = 2.085 м
Для типовой песколовки принимаем В = 3 м
Найдем длину осаждения песчинки:
h = B*u0/V1 (4) h = 3*0.0145/0.1 = 0.435 м
определяем требуемое количество кругов вращения жидкости для достижения 90% эффективности улавливания песка
n ул = - 1/ lg (1-h/hp) (5)
h/hp = h/H/2 = 0.435/2.1/2 = 0.4
nул = - 1/lg (1-0.4) = 4.54
Время вращения одного круга:
t1 = 1.2*B/V1 (6) t1 = 1.2*3/0.1 = 36 c
Продолжительность пребывания жидкости:
t = t1 *n*1.1 (7)
T = 1.1*4.54*36 = 179.784 c
Длину песколовки рассчитываем по формуле:
Ls = 1000*Ks*Hs*vs/u0, (8)
где Ks - коэффициент принимаемый по табл.2;
Hs - расчетная глубина песколовки м, равная Н/2 = 1,39/2 = 0,695
Ls = 1000*2,39*0,695*0,1/14,5 = 11,45
По рассчитанной глубине и ширине принимаем типовую песколовку n = 2; B = 3 м; H = 2.1 м; L = 12 м
Находим суточный объем осадка
Wсут = Nпр*qос/1000, (9)
где qос - удельное количество песка, л/ (сут*чел) (принимаемое по табл.1);
Nпр - приведенное население, чел.
Nпр = 1000*Q/a (10)
Примем а = 250 л/ (сут*чел)
Nпр = 1000*50000/250 = 200000 чел.
Wсут = 200000*0.03/1000 = 6 м3/сут
Примем интервал выгрузки осадка из песколовки Тос = 2 сут и рассчитаем объем бункера одного отделения песколовки:
W = wсут*Toc/n (11) W = 6*2/2 = 6 м2
Определяем глубину бункера песколовки:
Hб = W/B (12)
Hб = 6/9 = 0.67 м
Определяем расход промывной воды при гидромеханическом удалении песка:
qh = vh*Lsc*bsc (13), Lsc = Ls - B (14)
Lsc = 12-3 = 9 м
qh = 0.0065*9*0.5 = 0.02925 л/с
Напор в начале смывного трубопровода:
H0 = 5.4*h0+5.4*vтр/2*g, (15)
где h0 = 0.3 максимальная высота слоя песка;
vтр - скорость воды в начале смывного трубопровода, равная 3 м/с.
H0 = 5.4*0.3+5.4*32/2*9.81 = 4.1 м/с
Общий расход оздуха на аэрацию:
Qair = IaBLs, (16)
где Ia - интенсивность воздуха при аэрации (3 м3/ (м2*ч)
Qair = 3*3*12 = 108 м3/ч
2.1 Расчет песковых площадок
Определяем годовой объем песка:
Wгод = 365 * Nпр*qос/1000 (17)
Wгод = 365*200000*0.03/1000 = 2190 м3/ггод
Рассчитываем рабочую площадь песковых площадок:
Sp = Wгод/hгод, (18)
где hгод - годовая нагрузка на площадки, равная не более 3 м3/ (м2*год)
Sp = 2190/3 = 730 м2
Находим общую площадь песковых площадок:
Sобщ = 1,2 * Sp (19)
Sобщ = 1,2*730 = 876 м2
2.2 Расчет песковых бункеров
Определим необходимый объем бункеров:
Wb = wсут*Т, (20)
где Т - продолжительность хранения песка в бункерах, равная 4 сут.
Wb = 6*4 = 24 м3
Рассчитаем объем одного бункера:
W1 = П/4* (D3+D/3* (D2+D+1)), (21)
где D - диаметр бункера, равный 1,5-2 м
Принимаем D = 2 м
W1 = 3,14/4* (23+2/3* (22+2+1)) = 9,9
Найдем количество бункеров:
nb = Wb/W1 (22)
nb = 24/9.9 = 2.4
Принимаем количество бункеров равное 3.
3. Гидравлический расчет трубопроводов
Расчет производим по источнику [2]
3.1 Расчет подводящего трубопровода
Примем длину участка L = 2 м. Расход сточных вод на участке qmax = 0.58 м3/с. Местные сопротивления:
1. распределение потока ( = 1,5) не учитывается так как в месте распределения потока формируется перепад.
Сечение потока воды в канале b*h = 600*300 мм, гидравлический уклон i = 0,002, скорость потока V = 0,9 м/с. Перепад уровней воды на входе в канал:
? = 0,42-0,36 = 0,06 м
hw = i*L = 0.002*2 = 0.004 м
3.2 Гидравлический расчет песколовки
Потери напора в песколовке hп = 0,2 м (принимаем по табл.4). Местные потери в песколовке:
2. потери на входе ( = 1,0).
Общие потери напора
hw = hп + *V2/2*g (23)
hw = 0.2+1*0.92/2*9.81 = 0.241 м
3.3 Расчет отводящего трубопровода
Длина участка L = 2м. расход сточных вод qmax = 0,58 м3/с. Местные сопротивления:
3. вход в канал (=0,5).
Сечение потока воды в канале b*h = 600*300 мм, гидравлический уклон i = 0,002, скорость потока V = 0,9 м/с.
Общие потери напора в канале:
hw = i*L+*V2/2*g (24) hw = 0.002*2+0.5*0.92/2*9.81 = 0.0246 м
4. Материальный баланс
Qст*Снач=Qочищ*Скон+Qос*?*wсут+Qп*Сп
50000*Снач=Qочищ*Скон+Qoc*1000*6+Qп*Сп
50000*Снач=Qочищ*Скон+Qос*6000+Qп*Сп
где Qст - расход сточной воды на очистку
Qоч - расход сточной воды после очистки
Qос - количество воды в осадке
Qп - потери воды
Cкон - концентрация начальная
Cкон - концентрация конечная взвешенных веществ
Cв. в осад. - концентрация взвеси в осадоке
Cп - концентрация потери взвешенных веществ
5. Выбор конструкционного материала
Для песколовки выбран следующий материал: железобетон [ГОСТ 7473-2010]. Введен 01.01.2012 Взамен ГОСТ 7473-94 Распространяется на готовые для применения бетонные смеси тяжелых, мелкозернистых и легких бетонов на цементных вяжущих, отпускаемые потребителю для возведения монолитных и сборно-монолитных конструкций или используемые на предприятиях для изготовления изделий и сборных бетонных и железобетонных конструкций.
Настоящий стандарт не распространяется на бетонные смеси специальных бетонов и бетонов на специальных заполнителях (см. ГОСТ 25192), конструкционных бетонов на основе известковых, шлаковых, гипсовых и специальных вяжущих, а также на сухие строительные смеси.
Для трубопроводов выбрана сталь Ст3сп [ГОСТ 380-2005]. Распространяется на круглые, квадратные, прямоугольные, овальные и плоскоовальные трубы для металлоконструкций из углеродистой и низколегированной стали.
6. Подбор устройства для удаления осадка из песколовки
Стремление избежать устройства скребковых механизмов для удаления осадка привело к созданию песколовок с бункерами под днищем или дренажным днищем. В последнем случае в днище каждого отделения закладывают бетонную или керамическую дренажную трубу диаметром 100 мм, над которой располагают слой гравия толщиной 20-30 см.
В песколовках с бункерами под днищем по всей длине устраиваются 2-3 пирамидальные бункера. Желательно, чтобы проточные и осадочные части таких песколовок разделялись между собой колосниковыми днищами (перегородками), т.к. проточность осадочных частей вредно отражается на работе песколовок. Площадь колосников составляет около 50 % площади всего днища, остальная часть приходится на продольные отверстия, через которые и проваливается в бункера выпавший осадок. Для исключения выпадения в таких песколовках органических загрязнений создают искусственную шероховатость днища. Оптимальным является устройство днищ в виде гряд, формируемых потоком из осадка.
Осадок целесообразно выгружать эрлифтом, так как песколовка вертикальная и объем осадка мал, поэтому целесообразно использовать эрлифт.
Эрлифт разновидность струйного насоса. Состоит из вертикальной трубы, в нижнюю часть которой, опущенной в жидкость, вводят газ под давлением. Образовавшаяся в трубе эмульсия (смесь жидкости и пузырьков) будет подниматься благодаря разности удельных масс эмульсии и жидкости. Естественно, что эмульсия тем легче, чем в ней больше пузырьков.
Теория газлифта рассчитывает движение газожидкостной смеси в вертикальной трубе на основании дифференциального уравнения Бернулли для гомогенной сжимаемой среды.
Заключение
В данном курсовом проекте представлен расчет основного и вспомогательного оборудования аэрируемой песколовки для очистки сточных вод.
Были рассчитаны подводящий и отводящий трубопроводы, материальный баланс и подобран конструкционный материал.
В результате технологических расчетов были получены следующие данные:
площадь каждого отделения песколовки - 2,9 м2;
диаметр каждого отделения песколовки - 3 м;
глубина бункера - 0,67 м;
полная строительная высота песколовки - 2,1 м.
Результаты расчетов песковых площадок:
годовой объем песка, задерживаемый в песколовках - 2190 м3/год;
рабочая площадь песковых площадок - 730 м2;
общая площадь песковых площадок - 876 м2.
Результаты расчетов песковых бункеров:
необходимый объем бункеров - 24 м3;
объем одного бункера - 9,9 м3;
продолжительность хранения песка в бункерах - 4 сут;
количество бункеров - 3.
Результаты расчетов гидравлических трубопроводов:
Подводящего трубопровода:
длина участка - 2 м;
перепад уровней воды на входе в трубопроводе - 0,06 м;
диаметр трубопровода - 1 м.
Результаты расчетов потери напора в песколовках:
общие потери напора - 0,241 м.
Результаты расчетов отводящего трубопровода:
длина участка - 2 м;
общие потери напора в трубопроводе - 0,0246 м.
Список используемой литературы
1. Гудков А.Г. "Механическая очистка сточных вод." Учебное пособие. - Вологда: ВоГТУ, 2003. - 152 с.
2. Г.И. Воловник, М.И. Коробко. "Технологические расчеты сооружений для очистки городских сточных вод." Учебное пособие. - Хабаровск: ДВГУПС, 2005. - 117 с.
3. СНиП 2.0403-85. Канализация. Наружные сети и сооружения.
4. ГОСТ 380-2005, ГОСТ 54384-2011.
Приложение
Таблица 1. Параметры различных типов песколовок
|
песколовка |
Гидравлическая крупность песка u0, мм/с |
Скорость движения сточных вод vs, м/с, при потоке |
Глубина Hs, м |
Количество задерживаемого песка, л/сут*чел |
Влажность песка, % |
Содержание песка в осадке, % |
||
|
Min |
max |
|||||||
|
Горизонтальная |
18,7-24,2 |
0,15 |
0,3 |
0,5-2 |
0,02 |
60 |
55-60 |
|
|
Аэрируемая |
13,2-18,7 |
- |
0,08-0,12 |
0,7-3,5 |
0,03 |
- |
90-95 |
|
|
тангенциальная |
18,7-24,2 |
- |
0,5 |
0,02 |
60 |
70-75 |
Таблица 2. Параметры к расчету песколовок
|
Диаметр задерживаемых частиц песка, мм |
Гидравлическая крупность песка u0, мм/с |
Значение Ks в зависимости от типа песколовок и B/H аэрируемых песколовок |
||||
|
горизонтальные |
Аэрируемые |
|||||
|
В/Н =1 |
В/Н= 1,25 |
В/Н = 1,5 |
||||
|
0,15 |
13,2 |
- |
2,62 |
2,5 |
2,39 |
|
|
0, 20 |
18,7 |
1,7 |
2,43 |
2,25 |
2,08 |
|
|
0,25 |
24,2 |
1,3 |
- |
- |
- |
Таблица 3. Основные показатели типовых аэрируемых песколовок
|
Номер типового проекта 902-2-… |
Пропускная способность тыс. м3/сут |
Число отделений |
Размеры, м |
Отношение B/L |
Расход воздуха на аэрацию м3/ч, при интенсивности 3 м3/ (м2*ч) |
||||
|
В |
Н |
L |
|||||||
|
- |
70 |
2 |
3 |
2,1 |
12 |
1,34 |
200 |
||
|
…284 |
100 |
3 |
3 |
2,1 |
12 |
1,34 |
300 |
||
|
- |
140 |
2 |
4,5 |
2,8 |
18 |
1,5 |
460 |
||
|
…286 |
200 |
3 |
4,5 |
2,8 |
18 |
1,5 |
690 |
||
|
…287 |
280 |
4 |
4,5 |
2,8 |
18 |
1,5 |
920 |
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Технологическая схема ректификационной установки и ее описание. Выбор конструкционного материала аппарата. Материальный баланс. Определение рабочего флегмового числа. Средние массовые расходы по жидкости и пару. Гидравлический и конструктивный расчет.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 06.02.2016Характеристика и источники образования сточных вод. Обоснование технологической схемы их очистки. Способы удаления азота и фосфора. Использование сооружений по обработке осадков. Расчет аэротенка, нитрификатора, системы аэрации и вторичного отстойника.
курсовая работа [895,9 K], добавлен 26.08.2014Определение емкости приемного резервуара, притока сточных вод и расчетной производительности канализационной насосной станции. Графоаналитический расчет совместной работы насосов и водоводов. Определение размеров машинного зала и здания КНС, отметки оси.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 19.04.2015Определение концентрации загрязнений в сточной воде перед очистными сооружениями. Требуемые показатели качества очищенных сточных вод. Горизонтальные песколовки с круговым движением воды. Гидромеханизированный сбор песка. Схема очистки бытовых вод.
контрольная работа [741,0 K], добавлен 03.11.2014Выбор типов водозаборных сооружений. Определение диаметров самотечных трубопроводов и размеров водоприёмных окон. Устройства для удаления осадка. Проектирование зоны санитарной охраны водозаборных сооружений. Расчет мероприятий по защите берега.
курсовая работа [667,5 K], добавлен 04.06.2015Стабилизационная обработка воды. Определение полной производительности станции. Расчет емкостей расходных и растворных баков. Расчет хлораторной установки, горизонтальных отстойников, вихревого смесителя, песколовки, сгустителей и резервуара чистой воды.
курсовая работа [603,6 K], добавлен 01.02.2012Гидравлический расчет статических характеристик гидропривода с машинным регулированием. Выбор управляющего устройства давления. Расчет и выбор трубопроводов. Расчет потерь давления и мощности в трубопроводе. Определение теплового режима маслобака.
курсовая работа [122,4 K], добавлен 26.10.2011Определение производительности очистной станции, выбор технологической схемы. Расчет реагентного хозяйства, система дозирования и перемешивания реагента. Вычисление осветлителей со слоем взвешенного осадка. Принципы компоновки очистных сооружений.
курсовая работа [183,6 K], добавлен 17.12.2014Гидравлический расчет привода и выбор трубопроводов и аппаратов. Выбор насосной установки, предохранительного клапана, дросселя, трубопровода, фильтрующего устройства, гидрораспределителя. Проведение монтажа и эксплуатация системы гидропривода.
курсовая работа [192,3 K], добавлен 10.11.2013Анализ качества исходной воды. Определение расчетной производительности очистной станции. Описание и расчет оборудования и его элементов для обеззараживания воды. Реагентное хозяйство, расчетные дозы и приготовление реагентов. Зоны санитарной охраны.
контрольная работа [25,4 K], добавлен 10.03.2013
